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设计模式
(追記) (追記ここまで)

模板模式

在模板模式(Template Pattern)中,一个抽象类公开定义了执行它的方法的方式/模板。它的子类可以按需要重写方法实现,但调用将以抽象类中定义的方式进行。这种类型的设计模式属于行为型模式。

介绍

意图

在父类中定义了算法的骨架,并允许子类在不改变算法结构的前提下重定义算法的某些特定步骤。

主要解决的问题

  • 解决在多个子类中重复实现相同的方法的问题,通过将通用方法抽象到父类中来避免代码重复。

使用场景

  • 当存在一些通用的方法,可以在多个子类中共用时。

实现方式

  • 定义抽象父类:包含模板方法和一些抽象方法或具体方法。
  • 实现子类:继承抽象父类并实现抽象方法,不改变算法结构。

关键代码

  • 模板方法:在抽象父类中定义,调用抽象方法和具体方法。
  • 抽象方法:由子类实现,代表算法的可变部分。
  • 具体方法:在抽象父类中实现,代表算法的不变部分。

应用实例

  • 建筑流程:地基、走线、水管等步骤相同,后期建筑如加壁橱、栅栏等步骤不同。
  • 西游记的81难:菩萨定好的81难代表一个顶层逻辑骨架。
  • Spring对Hibernate的支持:封装了如开启事务、获取Session、关闭Session等通用方法。

优点

  • 封装不变部分:算法的不变部分被封装在父类中。
  • 扩展可变部分:子类可以扩展或修改算法的可变部分。
  • 提取公共代码:减少代码重复,便于维护。

缺点

  • 类数目增加:每个不同的实现都需要一个子类,可能导致系统庞大。

使用建议

  • 当有多个子类共有的方法且逻辑相同时,考虑使用模板方法模式。
  • 对于重要或复杂的方法,可以考虑作为模板方法定义在父类中。

注意事项

  • 为了防止恶意修改,模板方法通常使用final关键字修饰,避免被子类重写。

包含的几个主要角色

  • 抽象父类(Abstract Class):

    • 定义了模板方法和一些抽象方法或具体方法。

  • 具体子类(Concrete Classes):

    • 继承自抽象父类,并实现抽象方法。

  • 钩子方法(Hook Method)(可选):

    • 在抽象父类中定义,可以被子类重写,以影响模板方法的行为。

  • 客户端(Client)(可选):

    • 使用抽象父类和具体子类,无需关心模板方法的细节。

实现

我们将创建一个定义操作的 Game 抽象类,其中,模板方法设置为 final,这样它就不会被重写。Cricket 和 Football 是扩展了 Game 的实体类,它们重写了抽象类的方法。

TemplatePatternDemo,我们的演示类使用 Game 来演示模板模式的用法。

模板模式的 UML 图

步骤 1

创建一个抽象类,它的模板方法被设置为 final。

Game.java

publicabstractclassGame{abstractvoidinitialize(); abstractvoidstartPlay(); abstractvoidendPlay(); //模板publicfinalvoidplay(){//初始化游戏initialize(); //开始游戏startPlay(); //结束游戏endPlay(); }}

步骤 2

创建扩展了上述类的实体类。

Cricket.java

publicclassCricketextendsGame{ @OverridevoidendPlay(){System.out.println("Cricket Game Finished!"); } @Overridevoidinitialize(){System.out.println("Cricket Game Initialized! Start playing."); } @OverridevoidstartPlay(){System.out.println("Cricket Game Started. Enjoy the game!"); }}

Football.java

publicclassFootballextendsGame{ @OverridevoidendPlay(){System.out.println("Football Game Finished!"); } @Overridevoidinitialize(){System.out.println("Football Game Initialized! Start playing."); } @OverridevoidstartPlay(){System.out.println("Football Game Started. Enjoy the game!"); }}

步骤 3

使用 Game 的模板方法 play() 来演示游戏的定义方式。

TemplatePatternDemo.java

publicclassTemplatePatternDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){Gamegame = newCricket(); game.play(); System.out.println(); game = newFootball(); game.play(); }}

步骤 4

执行程序,输出结果:

Cricket Game Initialized! Start playing.
Cricket Game Started. Enjoy the game!
Cricket Game Finished!
Football Game Initialized! Start playing.
Football Game Started. Enjoy the game!
Football Game Finished!
AI 思考中...

3 篇笔记 写笔记

  1. #0

    Siskin.xu

    sis***@sohu.com

    27

    Python 方式:

    # Template Pattern code with Python
from abc import abstractmethod,ABCMeta
# 创建一个game父类
class Game(metaclass=ABCMeta):
 # 把几乎不变的公共部分代码集中在父亲类,比如showcopyright
 # 此例子中,初始化、开始、结束三个方法,除了游戏名以外,都一样,所以把共性部分放在父类
 def initialize(self):
 print("%s Game Initialized! Start Playing." %self.setGameName())
 def startPlay(self):
 print("%s Game Started. Enjoy the game!" % self.setGameName())
 def endPlay(self):
 print("%s Game Finished! \n" % self.setGameName())
 def play(self):
 self.initialize()
 self.startPlay()
 self.endPlay()
 # 每个游戏子类的抽象部分仅仅是游戏名称的设定
 @abstractmethod
 def setGameName(self):
 pass
class Cricket(Game):
 def setGameName(self):
 return "Cricket"
class Football(Game):
 def setGameName(self):
 return "Football"
# 调用输出
if __name__ == '__main__':
 game1 = Cricket()
 game1.play()
 game2 = Football()
 game2.play()

    Siskin.xu

    sis***@sohu.com

    6年前 (2020年02月28日)
  2. #0

    chpeagle

    chp***[email protected]

    9

    C++ 方式:

    Game.h

    #include <iostream>
class Game
{
protected:
 virtual void initialize() = 0;
 virtual void startPlay() = 0;
 virtual void endPlay() = 0;
public:
 virtual void play() {
 initialize();
 startPlay();
 endPlay();
 }
};

    Cricket.h

    #include "Game.h"
class Cricket :
 public Game
{
protected:
 virtual void initialize() {
 std::cout << "Cricket Game Finished!" << std::endl;
 }
 virtual void startPlay() {
 std::cout << "Cricket Game Initialized! Start playing." << std::endl;
 }
 virtual void endPlay() {
 std::cout << "Cricket Game Started. Enjoy the game!" << std::endl;
 }
};

    Football.h

    #include "Game.h"
class Football :
 public Game
{
protected:
 virtual void initialize() {
 std::cout << "Football Game Finished!" << std::endl;
 }
 virtual void startPlay() {
 std::cout << "Football Game Initialized! Start playing." << std::endl;
 }
 virtual void endPlay() {
 std::cout << "Football Game Started. Enjoy the game!" << std::endl;
 }
};

    Main.cpp

    #include <iostream>
#include "Cricket.h"
#include "Football.h"
int main(int argc, char* argv[]) {
 Game *game = new Cricket();
 game->play();
 std::cout << std::endl;
 game = new Football();
 game->play();
}

    chpeagle

    chp***[email protected]

    6年前 (2020年08月17日)
  3. #0

    liangfang

    lia***[email protected]

    2

    PHP 实现:

    <?php
abstract class Game{ 
 abstract function initialize(); 
 abstract function startPlay(); 
 abstract function endPlay(); 
 //模板 
 public final function play(){ 
 //初始化游戏 
 $this->initialize(); 
 //开始游戏 
 $this->startPlay(); 
 //结束游戏 
 $this->endPlay(); 
 }
}
class Cricket extends Game { 
 public function endPlay() { 
 echo "Cricket Game Finished!".PHP_EOL; 
 } 
 public function initialize() { 
 echo "Cricket Game Initialized! Start playing.".PHP_EOL; 
 } 
 public function startPlay() { 
 echo "Cricket Game Started. Enjoy the game!".PHP_EOL; 
 }
}
class Football extends Game { 
 public function endPlay() { 
 echo "Football Game Finished!"; 
 } 
 public function initialize() { 
 echo "Football Game Initialized! Start playing.".PHP_EOL; 
 } 
 public function startPlay() { 
 echo "Football Game Started. Enjoy the game!".PHP_EOL; 
 }
}
class TemplatePatternDemo { 
 public static function main() { 
 $game = new Cricket(); 
 $game->play(); 
 echo PHP_EOL; 
 $game = new Football(); 
 $game->play(); 
 }
}
TemplatePatternDemo::main();
?>

    liangfang

    lia***[email protected]

    5年前 (2021年03月30日)

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